發(fā)布時(shí)間：2022-09-17 13:05

　　隨著非再生化石燃料資源消耗量的增加和由此產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題,探索替代性綠色可持續(xù)能源成為了研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。電解水反應(yīng)已成為實(shí)現(xiàn)化學(xué)形式下能量有效轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存的最有吸引力的方法之一。作為電解水中的半反應(yīng),析氧反應(yīng)（OER）在動(dòng)力學(xué)上是遲緩的,需要較高的過(guò)電位。貴金屬氧化物（即IrO2和RuO2）作為高性能電催化劑已被用于提高OER反應(yīng)速率,但是貴金屬催化劑的高成本和稀缺性導(dǎo)致的一些不利之處限制了它們的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有優(yōu)異催化活性、耐久性、價(jià)格低廉及豐富儲(chǔ)備的OER電催化劑變得尤為重要。本文基于過(guò)渡金屬材料構(gòu)筑多金屬三維多級(jí)結(jié)構(gòu)電催化劑,有效地提高電化學(xué)比表面積、擴(kuò)大電解質(zhì)與電極的接觸面積和增強(qiáng)電子傳輸效率與電導(dǎo)性能,在析氧反應(yīng)中具有優(yōu)異的催化活性。（一）采用原位生長(zhǎng)法制備的CoNiAl-LDH/NF通過(guò)結(jié)晶溶解再結(jié)晶過(guò)程與ZIF-67納米片復(fù)合形成新型的三維多級(jí)結(jié)構(gòu)ZIF-67/CoNiAl-LDH/NF。由于其多孔、大孔和中孔的多級(jí)結(jié)構(gòu)有效的提高了電化學(xué)活性面積,暴露了更多的活性組份,加強(qiáng)了電解質(zhì)的滲透與電子的傳輸,利用多孔結(jié)構(gòu)以及片狀ZIF-67納米陣列和LDH納米片構(gòu)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 電催化水氧化
        1.2.1 析氧反應(yīng)概述
        1.2.2 析氧反應(yīng)機(jī)理
    1.3 電解水析氧反應(yīng)催化劑研究進(jìn)展
        1.3.1 基于Ru、Ir貴金屬氧化物
        1.3.2 過(guò)渡金屬氧化物
        1.3.3 過(guò)渡金屬氫氧化物
        1.3.4 過(guò)渡金屬磷化物
        1.3.5 過(guò)渡金屬硫化物
        1.3.6 過(guò)渡金屬硒化物
    1.4 層狀雙金屬氫氧化物(LDHs)
        1.4.1 LDHs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.4.2 LDHs制備方法
        1.4.3 LDHs的性質(zhì)
        1.4.4 LDHs的應(yīng)用
    1.5 沸石咪唑類金屬有機(jī)框架化合物
        1.5.1 沸石咪唑類金屬有機(jī)框架化合物概述
        1.5.2 沸石咪唑類金屬有機(jī)框架化合物合成方法
        1.5.3 沸石咪唑類金屬有機(jī)框架化合物的應(yīng)用
    1.6 論文研究的目的及意義
    1.7 論文研究?jī)?nèi)容
        (1) 片狀ZIF-67與層狀氫氧化物復(fù)合三維多孔結(jié)構(gòu)的制備及其電催化性能研究
        (2) CNT@NiCoP/C復(fù)合材料的制備及析氧性能的研究
        (3) Fe摻雜多孔珊瑚狀CuO結(jié)構(gòu)的制備及其電催化性能研究
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 材料的結(jié)構(gòu)、組成及性能表征
        2.2.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.2 低溫氮?dú)馕摳綔y(cè)試(BET)
        2.2.3 掃描電子顯微鏡分析(SEM)
        2.2.4 等離子發(fā)射光譜分析(ICP-AES)
        2.2.5 高分辨透射電鏡分析(HRTEM)
        2.2.6 高角環(huán)形暗場(chǎng)相電子掃描測(cè)試(HAADF-STEM)
        2.2.7 X射線電子能譜分析(XPS)
        2.2.8 有機(jī)元素分析
        2.2.9 拉曼光譜分析(Raman)
第三章 片狀ZIF-67與層狀氫氧化物復(fù)合三維多孔結(jié)構(gòu)的制備及其電催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 CoNiAl-LDH/NF前體的制備
        3.2.2 三維多級(jí)結(jié)構(gòu)ZIF-67/CoNiAl-LDH/NF電催化劑的合成
        3.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 三維多級(jí)結(jié)構(gòu)ZIF-67/CoNiAl-LDH/NF制備過(guò)程
        3.3.2 XRD測(cè)試
        3.3.3 傅立葉變換紅外光譜圖
        3.3.4 SEM表征
        3.3.5 XPS表征
    3.4 電催化性能表征
    3.5 本章小結(jié)
第四章 CNT@NiCoP/C復(fù)合材料的制備及析氧性能的研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 碳納米管的改性
        4.2.2 CNTs@ZIF-67復(fù)合材料的合成
        4.2.3 CNTs@NiCo-LDH/ZIF-67復(fù)合材料的合成
        4.2.4 CNTs@NiCoP/C復(fù)合材料的合成
        4.2.5 電化學(xué)測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 CNTs@NiCoP/C的合成路徑
        4.3.2 XRD表征
        4.3.3 掃描電鏡表征
        4.3.4 透射電鏡表征
        4.3.5 Raman表征
        4.3.6 BET表征
        4.3.7 XPS表征
    4.4 電催化性能表征
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Fe摻雜多孔珊瑚狀CuO結(jié)構(gòu)的制備及其電催化性能研究
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 睡蓮狀CuO/CF的合成
        5.2.2 珊瑚狀Fe-CuO/CF合成
        5.2.3 電化學(xué)測(cè)試
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 珊瑚狀Fe-CuO的合成路徑
        5.3.2 XRD與SEM表征
        5.3.3 TEM表征
        5.3.4 XPS表征
    5.4 電化學(xué)表征
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
論文創(chuàng)新點(diǎn)
參考文獻(xiàn)
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
作者與導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2D MOF Nanoflake-Assembled Spherical Microstructures for Enhanced Supercapacitor and Electrocatalysis Performances[J]. Huicong Xia,Jianan Zhang,Zhao Yang,Shiyu Guo,Shihui Guo,Qun Xu.  Nano-Micro Letters. 2017(04)



本文編號(hào)：3679279